Эволюция: Неопровержимые доказательства

И наоборот, некоторые группы, которые биологи считают разными видами, выглядят или совершенно одинаково, или почти одинаково. Эти скрытые – криптические[43] – виды обнаруживаются в большинстве групп организмов, в том числе среди птиц, млекопитающих, растений и насекомых. Я изучаю видообразование группы плодовых мушек, дрозофил, которая включает в себя девять видов. Самки всех девяти видов внешне совершенно неразличимы даже под микроскопом, а самцы поддаются классификации только за счет крошечных различий в очертаниях полового аппарата. Точно так же малярийный комар Anopheles gambiae представляет собой группу из семи видов, которые очень похожи между собой, но отличаются местом обитания и тем, на каких животных они питаются. Некоторые не кусают людей и поэтому не представляют опасности как переносчики малярии. Если мы хотим успешно побороть болезнь, принципиально важно научиться различать виды малярийного комара. Далее, поскольку человек относится к животным, получающим информацию с помощью зрения, мы склонны упускать из вида черты, которые непросто увидеть, например разницу в феромонах, по которой часто и отличаются виды внешне похожих насекомых.

Возможно, вы задались вопросом: почему, если эти виды-двойники так похожи внешне, мы считаем их разными биологическими видами? Ответ таков: они сосуществуют на одной и той же территории, но при этом никогда не обмениваются генами; представители разных видов никогда не скрещиваются между собой. (Это можно проверить в лаборатории: провести эксперименты по скрещиванию или напрямую рассмотреть гены и убедиться, что виды ими не обмениваются.) Таким образом, эти группы репродуктивно изолированы друг от друга: они представляют собой отдельные генофонды, которые не смешиваются. Резонно допустить, что при отражающем истинное положение вещей взгляде на причины, приводящие к обособлению этих групп в природе, эти виды-двойники на самом деле различаются.

А если мы думаем или чувствуем, что кареглазые и голубоглазые люди или эскимосы и финны – это представители одного биологического вида, мы осознаем: это потому, что они могут спариваться друг с другом и производить потомство, наделенное совокупностью их генов. Иными словами, у них один генофонд. Размышляя о видах-двойниках и вариациях среди людей, мы приходим к выводу, что виды обособлены не только потому, что различаются внешне, но потому, что между ними есть преграды для скрещивания.

Первыми это осознали Эрнст Майр и русский генетик Феодосий Добжанский, и в 1942 г. Майр предложил научное определение вида, которое стало золотым стандартом в эволюционной биологии. Используя для определения вида репродуктивный критерий, Майр характеризовал вид следующим образом: «Группы действительно или потенциально скрещивающихся естественных популяций, репродуктивно изолированных от других таких же групп». Это определение известно как биологическая концепция вида, или БКВ. Репродуктивная изоляция попросту означает, что представители разных видов наделены такими чертами – различиями во внешности, повадках и физиологии, – которые не позволяют им успешно скрещиваться, в то время как представители одного вида могут скрещиваться с легкостью.

Что мешает представителям двух родственных видов скрещиваться между собой? Существует множество разных репродуктивных барьеров. Например, виды могут не скрещиваться по той простой причине, что у них не совпадают брачные сезоны или время цветения. Например, некоторые кораллы размножаются только одну ночь в году, выбрасывая массу яйцеклеток и сперматозоидов в море в течение считаных часов. Близкородственный вид, который обитает на той же территории, остается обособленным, потому что пик его размножения происходит на несколько часов раньше или позже, поэтому яйцеклетки одного вида не встречаются со сперматозоидами другого. У близких, но обособленных видов животных зачастую брачные ритуалы или феромоны различаются, поэтому они не находят представителей родственного вида сексуально привлекательными. Феромоны самок дрозофил, которых я изучаю, не привлекают самцов другого вида. Кроме того, виды бывают репродуктивно изолированы за счет того, что предпочитают разную среду обитания и поэтому попросту не встречаются. Многие виды насекомых питаются и размножаются только на одном определенном виде растения, и разные виды насекомых строго привязаны к различным видам растений. Это и препятствует их встрече в брачный период. Близкородственные виды растений не скрещиваются потому, что у них разные опылители. Например, два вида губастика (Mimulus) произрастают в одном и том же месте Сьерра-Невады, но редко скрещиваются, потому что один вид опыляют шмели, а другой – колибри.